'Wat is natuurwetenschap?' Deze vraag stelt Asimov uitdrukkelijk voorop alvorens met de lezer het panorama van de moderne natuurwetenschappen te gaan bezien. En terecht. We moeten er ons allereerst goed van bewust zijn wat natuurwetenschap wèl en wat ze niet is, waarvoor ze 'dient' en wat men niet van haar mag verwachten. Op dit gebied zijn vergissingen begaan, vergissingen waarvan wij kunnen leren. Daarom beginnen we met een overzicht van de groei der ideeën vanaf de Grieken tot heden, om zo te komen tot een juiste formulering van het begrip 'natuurwetenschap'. Trouwens, deze 'historische' methode is door het gehele boek heen te vinden: een wetenschappelijk begrip wordt pas goed duidelijk als we tevens zien hoe het ontstaan en gegroeid is.
Het is geen geringe onderneming om een overzicht te geven van het onvoorstelbaar uitgestrekte terrein van de moderne natuurwetenschappen op een zodanige wijze, dat de lezer ook inderdaad een overzicht krijgt zonder verward te worden door de grote hoeveelheid stof, en tevens een inzicht in de belangrijke ideeën. Asimov staat echter bekend om zijn vermogen om helder en duidelijk de hoofdzaken te behandelen en onder het schijnbaar gemoedelijke praatje door, de lezer te vertellen waar het nu eigenlijk om gaat.
In dit eerste deel komt allereerst het heelal aan de beurt, waarna we afdalen naar de aarde om haar samenstelling en haar dampkring te bekijken. In officiële termen: de astronomie, de geologie en de geofysica. Vervolgens bezien we de bouwstenen waaruit alles is opgebouwd: de scheikundige elementen en hoe zij zich kunnen samenvoegen tot verbindingen. Dit is dus de chemie. De natuurkunde en de technische wetenschappen zijn gereserveerd voor het tweede deel.